專利名稱：提高邊緣清晰度的mpeg2標準編碼裝置及編碼方法
技術領域：
本發明涉及一種MPEG2標準編碼，尤其涉及一種在MPEG2標準編碼中能夠提高邊緣清晰度的MPEG2標準編碼裝置及編碼方法。
背景技術：
當前，世界上在許多情況下使用了圖像會議、圖像電話、數字式盒式錄像機VCR(Video Cassette Recorder)、數字通用盤DVD(Digital Versatile Disc)、數字攝像機檢測及保護系統等數字圖像技術，而且這種數字圖像技術的應用領域正在不斷擴大。
特別是圖像在存儲和傳送中需要占用許多資源，因此對這些圖像需先進行壓縮編碼之后再進行存儲及傳送。
這種廣泛使用的圖像壓縮編碼技術標準是MPEG壓縮技術標準MPEG(MovingPicture Experts Group)。
MPEG壓縮技術是以美國及歐洲數字電視視頻標準ATSC(美國)/DVB-T(歐洲)Video的壓縮模式建立的一種壓縮技術。它作為一種活動圖像壓縮技術，是一種消除時間、空間冗余性(Spatial Redundancy)的一種損失壓縮(LossyCompression)技術。
參照附圖，以下對傳統技術的MPEG2標準編碼方法進行說明。
圖1是一般MPEG2標準編碼方法的說明視圖；圖2及圖3是一般MPEG2標準中規定的幀與幀之間的圖像形態的說明視圖。
MPEG壓縮技術如圖1所示，從總體上來看包括下述部分離散余弦變換之后的量化、活動的推定、補償的技巧、按代碼產生概率是以近間隔可變長的編碼形成，還包括為傳送固定的比特率而對比特率進行控制等。即，將紅R、綠G、藍B信號，以亮度Y、藍色度Cb、紅色度Cr的4∶2∶2格式(Format)進行變換(Conversion)的同時，產生空間壓縮效應(Lossy)。在離散余弦變換DCT(Discrete Cosine Transform)及量化過程中形成空間壓縮(Lossy)，并通過行程長度編碼和可變長度的編碼(Run-Length Coding and Variable-LengthCoding)形成統計式壓縮(Lossyless)。
MPEG壓縮技術的圖像如圖2及圖3所示，是由內部圖像I、預測圖像P、方向預測圖像B(GOPGroup of Picture)構成。
在這里，內部圖像I(Intra Picture)是作為不參照其他圖像的圖像，它對已編碼的順序(Sequence)提供開始進行譯碼的(Decoding)的存取(Access)位置，即為基準圖像。
并且，預測圖像P(Predicted Picture)將參照過去的內部圖像I或預測圖像P，并利用活動補償預測(Motion Compensated Prediction)，使其具有比內部圖像I更高的壓縮率。這是因為預測圖像對所有信息不進行壓縮，而只保留下一個圖像信息就可以的原因。并且，也與內部圖像I一樣也是基準圖像。
最后，方向預測圖像B(Bi-directionally Predicted Picture)是在三種類型中，以最高壓縮率進行壓縮的類型，但不是基準圖像。
實際上在MPEG壓縮技術中采用的空間壓縮方法有如下幾種其中的一種是對亮度Y、藍色度Cb、紅色度Cr以4∶4∶4比率構成的圖像，向下變換(Down Conversion)為亮度Y、藍色度Cb、紅色度Cr以4∶2∶2比率構成的一種方法。此時，人們的視覺由于對亮度Y信號產生敏感反應，因此對4個亮度Y信號，按2個藍色度Cb和2個紅色度Cr信號的比率進行變換之后產生壓縮效應的方法。
并且，離散余弦變換(Discrete Cosine Transform)是將圖像信號在空間上的圖像數據變換成頻率上的能量分布，并且利用圖像數據在頻率區域上通常集中的傾向，在量化過程中產生壓縮效應的一種方法。
并且，作為時間壓縮的方法有一種活動推定及補償方法。
活動推定及補償方法是在下一種格式和宏編碼組的差異中，抽取被移位(Shift)的相同數據的活動失量(Motion Vector)，并對抽取的活動失量進行編碼(coding)的方法，在譯碼(Decoding)時，以幀和活動失量來抽取下一個幀。
統計式壓縮有行程長度編碼和可變長度編碼，并對發生概率高的編碼分配短比特(bit)，而對發生概率低的編碼分配長比特(bit)，以此減少對全部數據壓縮的一種方法。
此時，如圖4所示，內部圖像I與預測圖像P、方向預測圖像B的編碼路徑是不同的。
即，內部圖像I是由色度區變換部100、離散余弦變換DCT部110、量化部120、編碼部130構成，并只執行空間壓縮；而預測圖像P、方向預測圖像B是由色度區變換部200、誤差條件部210、活動推定部230、離散余弦變換DCT部220及編碼器240構成，并執行空間/時間壓縮。
為了提高邊緣清晰度(Edge Sharpness)，如果在原圖像信號(OriginalVideo Signal)中提高清晰度(Sharpness)，則MPEG壓縮技術在編碼(MPEGEncoding)過程中，特別是在高頻區域中戶生清晰度的損失。為此，在數字電視機(Digital TV)中，從應用軟件中得到MPEG流(MPEG Stream)傳送，并在圖像顯示處理器VDP(Video Display Processor)中使用提高清晰度的(Sharpness)方法。
大部分圖像顯示處理器VDP支持清晰度功能，并在大部分應用軟件(Application)中都設定有提高畫面質量的軟件來提高畫面質量。
此時，如同大部分數字電視機(DTV)一樣，在其接收設備接收端的應用軟件(Application)中，得到MPEG流(MPEG Stream)傳送，并為提高清晰度，在圖像中引入峰值(peaking)成分，而為了引入峰值通常使用有限脈沖響應FIR(Finite Impulse Response)濾波器。
但是，當前使用的接收MPEG流來提高清晰度的技術，雖然在如同電視機一樣的接收設備中不能出現大問題，但在難以使用復雜應用軟件的移動終端機或個人數字助理(PDA)等接收設備的環境中，有可能產生問題。
發明內容
本發明是為了解決上述傳統技術存在的問題而開發的，其目的是在編碼MPEG2視頻流中插入峰值(Peaking)成分來進行編碼，從而提供了一種能夠通過提高編碼清晰度達到提高邊緣清晰度的MPEG2標準編碼裝置及編碼方法。
為達到上述目的本發明提高邊緣清晰度的MPEG2標準編碼裝置是由下述結構構成將紅R、綠G、藍B色度圖像數據，向亮度Y、藍色度Cb、紅色度Cr的宏編碼組進行向下變換的色度區變換部；將向下變換的圖像數據色度信息，變換為頻率信息的離散余弦變換部；以有限的頻率信息個數的近似值進行量化的量化部；向量化頻率信息插入為提高清晰度的峰值數據(peaking data)而設置的清晰度增加部；為了把已插入峰值數據的頻率信息進行編碼而設置的編碼器。
為達到上述目的本發明提高邊緣清晰度的MPEG2標準編碼方法是由下述階段組成將紅R、綠G、藍B色度圖像數據，向亮度Y、藍色度Cb、紅色度Cr的宏編碼組向下進行變換階段；將向下變換的圖像數據色度信息變換為頻率信息變換階段；對頻率信息進行量化階段；在已量化的頻率信息中，插入為提高清晰度的峰值數據的插入階段；將已插入峰值數據的頻率信息進行編碼階段。
本發明提高邊緣清晰度的MPEG2標準編碼裝置及編碼方法具有如下效果由于本發明在MPEG2標準進行編碼時，插入了為提高邊緣清晰度的峰值數據，因此在移動終端機或個人數字助(PDA)等接收設備中不需要復雜應用軟件，就能夠實現提高清晰度的編碼效果。
圖1是一般MPEG2標準編碼方法的說明視圖。
圖2及圖3是一般MPEG2標準中規定的幀與幀之間的圖像形態說明視圖。
圖4是傳統技術的內部圖像I和預測圖像P/方向預測圖像B的編碼裝置方框構成圖。
圖5是本發明提高邊緣清晰度的MPEG2標準編碼裝置的方框圖。
圖中300色度區變換部 310離散余弦變換部320量化部330清晰度增加部340編碼器具體實施方式
對本發明提高邊緣清晰度的MPEG2標準編碼裝置及編碼方法參照
如下圖5是本發明提高邊緣清晰度的MPEG2標準編碼裝置的方框圖。
本發明提高邊緣清晰度的MPEG2標準編碼裝置如圖5所示，是由下述結構構成將內部圖像I的紅R、綠G、藍B色度圖像數據，向亮度Y、藍色度Cb、紅色度Cr的宏編碼組進行向下變換的色度區變換部300；將向下變換的圖像數據色度信息變換為頻率信息的離散余弦變換部310；以有限的頻率信息個數近似值進行量化的量化部320；向已量化的頻率信息中插入為提高清晰度的峰值數據(peaking data)而設置的清晰度增加部330；以及包括為了把已插入峰值數據的頻率信息進行編碼而設置的編碼器340。
本發明提高邊緣清晰度的MPEG2標準編碼方法，在色度區變換部300中將內部圖像I的紅R、綠G、藍B色度圖像數據，向亮度Y、藍色度Cb、紅色度Cr的宏編碼組進行向下變換，并將變換之后的信息在離散余弦變換部310中變換為頻率信息。
并且，在量化部320中，如果以有限的頻率信息個數近似值進行量化，則將峰值數據插入到頻率信息中，在清晰度增加部330中進行量化，在量化之后插入為提高清晰度的峰值數據是因為在離散余弦變換(DCT)及量化(Quantization)過程中高頻成分全部被消除，因此需要插入峰值數據。所以如同峰值數據一樣的高頻成分，最好在量化之后進行插入。
并且，根據需要也可以引入預測圖像P、方向預測圖像B數據來提高邊緣清晰度。
權利要求
1.一種提高邊緣清晰度的MPEG2標準編碼裝置，其特征在于由下述部分構成將紅R、綠G、藍B色度圖像數據，向亮度Y、藍色度Cb、紅色度Cr的宏編碼組進行向下變換的色度區變換部；將向下變換的圖像數據色度信息，變換為頻率信息的離散余弦變換部；以有限的頻率信息的個數近似值進行量化的量化部；向量化頻率信息中插入為提高清晰度的峰值數據(peaking data)而設置的清晰度增加部；為了把已插入峰值數據的頻率信息進行編碼而設置的編碼器。
2.一種提高邊緣清晰度的MPEG2標準編碼方法，其特征在于由下述階段組成將紅R、綠G、藍B色度圖像數據，向亮度Y、藍色度Cb、紅色度Cr的宏編碼組向下進行變換階段；將向下變換的圖像數據色度信息變換為頻率信息的變換階段；對頻率信息進行量化階段；向已量化的頻率信息中，插入為提高清晰度的峰值數據的插入階段；將已插入峰值數據的頻率信息進行編碼階段。
全文摘要
本發明涉及一種MPEG2標準編碼，尤其涉及一種在MPEG2標準編碼中能夠提高邊緣清晰度的MPEG2標準編碼裝置及編碼方法。本發明提高邊緣清晰度的MPEG2標準編碼裝置由下述部分構成色度區變換部；離散余弦變換部；量化部；清晰度增加部；編碼器。提高邊緣清晰度的MPEG2標準編碼方法由下述階段組成圖像數據的變換階段；圖像數據色度信息的變換階段；頻率信息的量化階段；提高清晰度峰值數據的插入階段；頻率信息的編碼階段。在本發明使移動終端機或個人數字助理(PDA)等接收設備中不需要采用復雜的應用軟件，就能夠實現提高清晰度的編碼效果。
文檔編號H04N11/00GK1856119SQ200510046290
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月20日 優先權日2005年4月20日
發明者金宗炫 申請人:樂金電子(沈陽)有限公司